DE2746970A1

DE2746970A1 - Schaltungsanordnung zum start eines statischen wechselrichters mit zwangskommutierung

Info

Publication number: DE2746970A1
Application number: DE19772746970
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl Ing Kroworsch; Paul Dipl Ing Mourick
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1979-04-26
Also published as: DE2746970B2; JPS5471330A; DE2746970C3

Description

Schaltungsanordnung zum Start eines statischen Wechsel-
richters mit Zwangkommutierung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Start einea statischen Wechselrichters mit Zwangkommutierung, der zwischen den Gleichspannungsschienen wenigstens einen Strang mit einer Roihenschaltung aus zwei gesteuerten Hauptventilen und zu diesen antiparallel gaschalteten Rückerarbeitsventilen sowie den Hauptventilen zugeordnete Kommutierungskreise mit ,e einem gesteuerten Löschventil und einem für die beiden Hauptventile eines Stranges wenigstens teilweise gemeinsamen LC-Reihenschwingkreis enthält, wobei die Last zwischen don Hauptventilen angeschlossen ist, wobei dem Wechselrichter eine Steuereinrichtung mit einem Steuersatz zur Erzeugung von Zündimpulsen zugeordnet ist, der bereits in der Bereitschaftsstellung läuft und mit den Steueranschlüssen der gesteuerten Hauptventile und der gesteuerten IZschventile über eine Durchschalteinheit verbunden tst, die von einer die Sperrung bzw. Durchschaltung der Zündimpulse bestimmenden Starteinrichtung gesteuert ist, Bei statischen Stromrichtern mit Zwangskosmutierung nismt der Startvorgang eine gewisse Zeit in Anspruch, da die Kommutierungseinrichtungen zunächst entladen sind und damit noch keine Ventilströme löschen können. Üblicherweise dazu die Kommutierungskondensatoren über Widerstände aufgeladen. Ein derart langsamer Vorgang ist insbesondere bei Stromrichtern nachteilig, bei denen eine schnelle Lastübernahme erforderlich ist, beispielweise, wenn der Stromrichter als zusätzliches Leistungsaggregat Bedarfspitzen eines Verzorgungsnetztes decken soll, oder wenn der Stromrichter in einer unterbrehchungsfreien Stromversorgungsanlage eingesetzt ist, bei der ein Verbraucher im Normalbtrieb unmittelbar ausseinem Versorgungsnetz und im Notbetrieb über den Wechselrichter aus einer Ersatzstromquelle gespeist wird. Bei derartigen Anwendungsfällen soll der Wachselrichter phasenrichtig zu einem Wechselspannungsnetz gestartet und sehr rasch auf volle Leistungsabgabe gebracht werden.
Bei einen aus der DT-PS 24 46 355 bekannten Wechselrichter ist zu diesem Zweckl eine Verladung der Kommutierungskreise mit einer vorgegeben Polarität vorgesehen. Die Freigabe der Zündimpulse bei einem Startbefehl erfolgt mit einer Verzögerung bis zum Beginn der nächstfolgenden Halbwelle mit entsprechenden Polarität.
Hierbei kann eine Verzögerung von maximal eine Periodischer auftreten.
Bei einem aus der DT-PS 24 46 390 bekannten Wechselrichtererfolgt ebenfalls eine Vorladung der Kommtierungskreize mt einer vorgegebenen Polarität. Beim Start erfolgt eine Prüfung auf Übereinstimmung der Polaritäten. Bei Übereinstimmung erfolgt die Freigabe der Zündimpulse sofort, bei Nichtübereinstimmung wird bis zurnächsten Übereinstimmung der Polaritäten gewartet. Dabei kann eine Verzögerung von maximal einer halben Periodendauer auftreten.
Bei einem aus der DT-PS 24 46 389 bekannten Wechselrichter werden die Kommutierungskreise ebenfalls mit einer vorgegebenen Polarität vorgeladen. Bei einem Startbefehl werden die Zündimpulse sofort freigegeben. Erweist sich die Polarität der Wechselrichterausgangsspannung als falsch, so wird eine zusätzliche Kommutierung eingeleitet. Hierdurch ersteht zu Beginn eine gewisse Verzerrung der Wechselrichterausgangspannung.
Bei einem aus der DT-CS 24 50 127 bekannten Wechselrichter sind Schnelladeeinrichtungen für die Kommutierungskreise vorgesehen, die bei einem Startbefehl mit den Kommutierungskreisen verbunden werden. Diese Lösung erfordert einen relativ großen Schal- tungsaufwand.
Bei einem aus der DT-OS 25 34 102 bekannten Wechselrichter sind die Kommutierungskondensatoren paarweise aufgeteilt. Die Teilkondensatoren werden in der Bereitschaftsstellung mit vnterschiedlicher Polarität sorgeladen. Bei einem Startbefekl wird derjenige Teilkondensator in den Kommutierungskreis eingeschaltext, der die für die geforderte Wechselrichterausgangsspannung richtige Polarität aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine einfache Möglichkeit für einen phasenrichtigen Schnell start eines Wechselrichters zu schaffen, der wenigstens einen Strang mit zwei gesteuerten Hauptventilen und zu diesen antiperallel geschaltete Rückarbeitsventilen sowie den Hauptventilen zugeordnete Kommutierungskreise aufweist, die je ein gesteuerten Löschventil und einen für die beiden Hauptventile eines Stranges wenigstens teilweise gemeinsamen Lc-Reihenschwingkreis enthalten.
Eine Vorladung der Ko3mutflerungslkondensatoren soll nicht erforderlich sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Durchschalteinheit bei der mit einem Startbefehl erfolgenden Durchschaltung der Zündimpulse des ständig laufenden Steuerstzes an die gesteuerten Hauptventile und die gesteuerten Löschventile einen zusätzlichen Zündimpuls an das Löschventil im Koniutierungskreis des Hauptventils abgibt, das dem zuerst gezUadeten Hauptventil im gleichen Strang gegenüberliegt. Durch disse Maßnahme fließt ein Ladestrom für den Kommutierungskondensator über das gezündete Hauptventil, das zusätzlich gezündete Löschventil und LC-Reihenschwingkreis. Der Kommutierungskondensator ist Jetzt mit der richtigen Polarität aufgeladen, um das zuerst gezündete Hauptventil bei der ersten Kommutierung zu löschen, die durch einen Zündimpuls des Steuersatzes an das Löschventil eingeleitet wird, das dem zuerst gezündeten Hauptventil zugeordnet ist. Der Kommutierungskondensator wird bis auf die Spannung der Jleichspannungsquelle aufgeladen. Nach erfolgter Aufladung erlischt der Ladestrom. Der Laststrom beginnt zu fließen, wenn ein Hauptventil im gegenüberliegenden Strang gezündet wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sid in der Zeichnung dargestellt und werten im foigenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild einer unterbrechungsfreien Stromfersorgungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Figur 2 ein Steuerimpulsmuster des ständig laufenden Steuersatzes, Figur 3 eine Darstellung der Zündimpulse sowie wesentlicher Signalverläufe bei einem schnellstart des Wechselrichters in der Anlage nech Figur 1, Figur 4 eine abgeänderte Wechselrichterschaltung, Figur 5 eine weitere abgeänderte Wechselrichterschaltung.
Figur 1 zeigt eine unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlage für einen Verbraucher 15, der im Normalbetrieb aus einen Wechselspannungsquelle 20, insbesondere einem öffentlichen Verorgungsnetz, und bei einem Ausfall der Wechselspannungsquelle 10 im Notbetrieb über ainen Wechselrichter 5 at£t einer Gleichspannungsquelle 10 gespeist wird. Der Gleichspannungsquelle 10 ist eine Ladeeinrichtung zugeordnet, die zu Vereinfachung nicht dargestellt ist. Es kann insbesondere eine Batterieladeeinrichtung vorgesehene sein, wie sie in der DT-03 25 39 900 beschrieben ist.
Dem Verbrauchre 15 ist ein Filter 16 voreschaltet. Der Filtereingang ist entweder über eine Schalteinrichtung 18 mit der Wechselspannungsquelle 20 oder über eine Schalteinrichtung 19 mit dem Transformator 25 des Wechselrichters 5 verbunden. DiX Schalteinrichtungen 18 und 19 sind zur einfachen Erläuterung ihrer Funktion als kontaktbehaftete mechanische Schalteinrichtungen dargestellt. In der praktischnn Realisierung können Jedoch auch elektronische Schalteinrichtungen eingesetzt werden, insbesondere zwangs- oder natürlich gelöschte Thyristorschalter.
Der Wechselrichter 5 zeigt einen an sich bekannten Schaltungsaufbau. Zwischen den Gleichspannungsschienen liegt ein Strang mit einer Reihenschaltung aus den gesteuerten Hauptventilen 1, 2 und ein weiterer Strang mit den gesteuerten Hauptvent:ilen 3, 4. Den gesteuerten Hauptventilen sind Jeweils Rückarbeitsventile 6, 7 bzw. 8, 9 antiparallel geschaltet. Die Last ist zwischen den gesteuerten Hauptventilen ngeschlossen. Jedem Hauptventil ist ein Kommutierungskreis zugeordnet, der für den linken Strang mit den Hauptventilen 1, 2 eine Kommutierungsdrossel L1 und einen Kommutierungskondensator C1 sowie je ein gesteueres Löschventil enthält. Beispielsweise ist dem gesteuerten Hauptventil 1 ein Kommutierungskreis mit dem gesteuerten Löschventil 11, dem Kommutierungskondensator Cl und der Kommutierungsdrossel L1 parallel geschaltet. In gleicher Weise ist dem gesteuerten Hauptventil 2 ein Löschkreis mit dem gesteuerten Löschventil 12 und ebenfalls dem Kommutierungskondensator C1 und der Kommutierungsdrossel L1 parallel geschaltet. Der Kommutierungskondensator Cl und die Kommutierungsdrossel L1 sind dem Kommutierungskreis für das Hauptventil 1 und dem Kommutierungskreis für das Heuptventil 2 gemeinsam.
Zwischen dem Mi.ttelpunkt der gesteuerten Hauptventile 1 und 2 und dem Mittelpunkt der zugehörigen Rückarbeitsdioden 6 und 7 ist eine Drosselspule 71 angeordnet, um bei einem Kommutierungsvorgang eine höhere Sperrspannung am betreffenden Hauptventil zur Wirkung zu hringen als den Spannungsabfall einer Rückarbeitsdiode. Hierdurch kann das Hauptventil schneller gelöscht werden.
Der Kommutierungskondensator C1 ist über einen ohmschen Widerstand 72 und Dioden 73 und 74 mit den Gleichspannungsschienen verbunden. Hierdurch werden Uberladungen des Kommutierungskondensators abgebaut, Die gleichen Schaltungsmaßnahmen sind auch in der rechten Wechselrichterhälfte getroffen. Zur Erläuterung der Kommutierungsvorgänge wird Jedoch lediglich die linke Wechselrichterhälfte betrachtet.
Zur Erläuterung der Kommutierungsvorgänge wird angenosmen, daß das Hauptventil 1 gezündet ist und daß der Kommutierungskondensator Cl derart aufgeladen ist, daß sein linker Belag eine negative und sein rechter Belag eine positive Polarität aufweist.
Der Laststrom fließt z.B. vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle 10 über das Hauptventil 1, den Wechselrichtertransformator 25 und das ebenfalls gezündete Hauptventil 4 zum negativen Pol der Gleichspannungsquelle 10. Durch Zünden des Löschventils 11 wird der LC-Reihenschwingkreis dem Hauptventil A parallel geschaltet Das Potential er linken Belag den Kondensators C1 springt auf das positive Potential der Gleichspannungsquelle 10.
Das Potential am Verbindungspunkt den Kommutierungskondensators C1 und der Kommutierungsdrossel L1 springt auf einen Wert, der um das Potential des Kondesators C1 der dem positive Potential der Gleichspannungsquelle liegt. Danach wird der Kommuiierungs kondensator C1 durch einen Strom entladen, der durch die Kommutierungsdrossel L1, die Diode 6 und das Löschventil 11 fließt.
Am Hauptventil 1 erscheint eine Gegenspannung und der strom im Hauptventil 1 erlischt. Bei der Entladung des Kommutierungskondansators C1 über die Kommutierungsdrossel L1 wird ein Magnetfeld in der Kommutierungsdrossel aufgebaut, das bei seinem anschließenden Abbau den Kommutierungskondensators C1 derart aufläd, daß sein linker Belag eine positive und sei rechter Belag eine negative Polarität aufweist. Der Kommutierungskondensator C1 wird also umgeladen. Jetzt wie das Hauptventil 2 gezüriet und damit der Mittelpunkt zwischen den beiden Hauptventilen 1, 2 vom positiven Potential der Gleichspannungsquelle auf deren negatives Potential gebracht. Der Laststrom fließt Jetzt Uber des Ventil 3, den Wechselrichtertransformator 25 und das gezündete Hauptventil 2. Bei der Zündung des Löschventils 12 am ende der Stromführungsdauer des Hauptventils 2 springt das Potential am linken Belag des Kommutierungskondensators C1 auf das negative Potential der Gleichspannungsquelle 10. Das Potential an Verbindungspunkt zwischen dem Kommutierungskondensator C1 und der Kommutierungsdrossel L1 springt auf einen Wert, der um das Potential des Kondensators unter dem negativen Potential der Gleichspannungsquelle liegt. Der Kommutierungskondensator C1 wird durch einen .Strom entladen, der durch die Kommutierungsdrossel LI, die Diode 7 und das Löschventil 12 fließt. im Hauptventil 2 erscheint eine Gegenspannung und der Strom im Hauptventil 2 erlischt. Bei der Entladung des Kommutierungskondensators C1 wird ein Magnetield in der Kommutierungsdrossel L1 aufgebaut, das bei seinem anschließenden Abbau den Kondensator C1 derart auflädt, daß sein linker Belag eine negative und sein rechter Belag eine positive Polarität aufweist. Nunmehr wird das Hauptventil 1 gezündet und die gleichen Vorgänge laufen erneut ab. In der rechten Wechselrichterhälfte spielen sich die analogen Konmutierungsvorgänge ab.
Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung ist die Aussage von Bedeutung, daß für die Löschung des Hauptventils 1 der Kommutierungskondensator Ci derart aufgeladen sein muß, daß :ein linker Belag eine negative und sein rechter Belag eine positive Polarität aufweist. Zur Löschung des Hauptventils 2 nuß der Kommutierungskondensator C1 derart aufgeladen sein, daß sein linker Belag eine positive und sein rechter Belag eine negative Polarität aufweist.
Dem Wechselrichter 5 ist eine Steuereinrichtung 26 zugeordnet, die eine Regeleinrichtung 27 und einen Stcuersatz 28 enthält.
Die Regeleinrichtung 27 bestimmt die Steuerspannung für flen Steuersatz 28, die ihrerseite den Zündwinkel der Zündimpulse bestimmt. Der Regeleinrichtung 27 werden Regelgröße und Führungsgröße zur die Verbraucherspannung zugeführt.
Der Steuersatz 28 ist mit der Netzwechselspannung sychronisiert, die vom Spannungsmeßwandler 21 erfaßt und seinem Sychronisiereingang 75 zugeführt wird An den Ausgangsklemmen 51 bis 58 der Steuereinrichtung 26 erscheinen Steuerimpulse pl bis p4 für die gesteuerten Hauptventile 1 bis 4 und Steuerimpulse pil >is p14 für die gesteuerten Löschventile 11 bis 14. Das Impulsmuster der Steuerimpulse ist in Figur 2 dargestellt. Die Steuereinrichtung 26 läuft ständig, d.h. sowohl in der Bereitschaftstellung, als auch beim Wechselrichterbetrieb.
Zwischen die Steuereinrichtung 26 und die gesteuerten Ventile des Wechselrichters 5 ist eine Durchschalteinheit 50 geschaltet, welche die Steuerimpulse der Steuereinrichtung 26 in de: Bereitschaftsstellung sperrt bzw. bei einem Startbefehl aus ZUndimpulse durchschaltet.
Im Normalbetrieb befinden sich die Schaltkontakte der Schalteinrichtungen 18 und 19 in der dargestellten Lage. Die Wechselspannungsquelle 20 speist den Verbraucher 15. Eine Starteinrichtung 22 überwacht die Spannung der Wechselspannungsquelle 20 und den Verbraucherstrom. Der von einem Strommeßwandler 17 erfafte Meßwert des Verbraucberstroms wird einer Auswerteschaltung 48 zugeführt, die beispielsweise als Grenzwurtmelder ausgebildet ist und die ein binäres Signal erzeugt, wenn der Verbraucherstrom einen vorgegebenen Wert übersteigt, beispielsweise den 1,5-fachen Nennstrom. Der von einem Spannung smeßwandler 21 eraßte Spannungsmeßwert der Wechselspannungsquelle 20 wird einer weiteren Auswerteschaltung 49 zugeführt, die beispielsweise ebenfalls als Grenzwertmelder ausgebildet ist und die ein binäres Ausgangssignal erzeugt, wenn die Netzspannung zusammenbricht bzw. einen vorgegebenen Toleranzbereich verläßt. Die Ausgangssignale der Auswerteschaltungen 48 und 49 werden in einer Kommandestufe 23 miteinander verknüpft. Die Ausgangssignale der Kommandestufe 23 steuern die Schalteinrichtungen 18 und 19, sowie den Betriebszustand des Wechselrichters 5 über die Durchschalteinheit 50.
Eine Umschaltung vom Normalbetrieb auf den Notbetrieb wird bei einer Netzstörung denn vorgenommen, wenn die Netzspannung außerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt und wenn feststeht, daß als Ursache hierfür kein Verbraucherkurzeschluß oder Überstrom vorliegt. Zur Umschaltung wird der Schaltkontakt der Schalteinrichtung 18 geöffnet urld der Schaltkontakt der Schalteinrichtung 19 geschlossen bzw. elektronische Schalter entsprechend gesteuert. Gleichzeitig erscheint ein Startbefehl auf der Leitung 24 für die Lastübernahme durch den Wechselrichter 5. Dieser Vorgang wird später noch eingehend erläutert. Beim Umschaltvorgang vom Normalbetrieb aus der Wechselspannungsquelle 20 zum Notbetrieb aus der Gleichspannungsquelle 10 Woer den Wechselrichter 5 wirkt das Filter 16 als kurzzeitiger Energiespeicher zur Uberbrückung der Schaltzeiten. Durch geeignete Auflegung der Elemente des Filters kann man erreichen, drß trotz der unvermeidlichen Umschaltpause kein Spannungseinbruch tUr den Verbraucher entsteht. Im Notbetrieb über den wechselrichter siebt das Filter 16 die Ausgangsspannung des Wechselrichters 5. Tm Normalbetrieb dämpft das Filter die nieder- und hochfrequenten Verzerrungen der Netzspannung. Anstelle des in der Zeichnung nur symbolisch dargestellten Filters 16 können auch andere Filteranordnungen eingesetzt werden, wie sie insbesondere in der DT-OS 24 48 427 beschrieben sind A1F Auswertschaltungen 48 und 49 für den Meßwert des Verbraucherstromes und der Netzwechselspannungs sind z.3.
Schaltungsanordnungen geeignet, wie sie in der DT-PS 23 48 415 oder der DT-AS 26 37 397 beschrieben sind. Diese Auswertbeschaltungen ermöglichen ein rasches Erkennen von Abweichungen der betreffenden Größen.
Die Durchschalteinheit 50 enthält eine der Anzahl der gesteuerten Ventile entsprechende Anzahl von Impulsvestärkers 36 bis 43, die jeweils eine eingangsseitige UND-Verknüpfung aufweisen. Die Impulsverstärker enthalten vorzugsweise Oszilatoren zur Erzeugung einer Serie von Kurzimpulsen als Zündimpulse. Weiterhin ist eine der Anzahl der gesteuerten Löschventile entsprechende Anzahl von ODER-Gattern 44 bis 47 und eine der Anzhal der gesteuerten Hauptventile entsprechend4? Anzahl von UtD-Gnttern 32 bis 35, zwei weitere ODER-Gatter 60 und 70, zwei Verzögerungsglieder 59 und 69, zwei Speicher 29 und 30 und eine monostabile Kippstufe 31 in der dargestellten Beschaltung vorgesehen. Der eine Eingang der Impulsverstärker 36 bis 43 ist jeweils mit der Steuerleitung 24 für den Startbefehl verbunden, ebenso die monostabile Kippstufe 31. Der Ausgang der monostabilen Kippstufe 31 ist mit je einem Setzeingang der Speicher 29 und 3S3 verbunden. Bei einem Startbefehl setzt die monostabile Kippstufe 31 die Speicher 29 und 30, deren Ausgangssignale die UND-Gatter 32 - 35 durchlissig steuern.
Der zweite Eingang der Impulsverstärker 36 bis 39 ist mit den Steuerimpulsen p1 und p4 für die gesteuerten Hauptventile 1 - 4 belegt, die an den Ausgangeklemmen 51 bis 54 der Steuereinrichtung 26 erscheinen. Der zweite Eingang der Impulsverstärker 40 bis 43 ist Jeweils Uber eines der ODER-Gatter 44 bis 47 mit einem der Ausgänge 55 bis 58 der Steuereinrichtung 26 verbunden, welche die Steuerimpulse pil bis p14 für die gesteuerten Löschventile 11 bis 14 führen. Die zweiten Eingänge der ODER-Gatter 44 bis 47 sind mit den Ausgängen der UND-Gatter 32 bis 35 verbunden, denen eingangsseitig Jeweils die Ausgänge der Impulsverstärker 36 bis 39 und die Ausgänge der beiden Speicher 29 und 30 zugeführt sind. Wenn die Impulsverstärker freigegeben sind, so rscheinen an den Ausgangsklemmen 61 - 68 die Zündimpulse z1 -z4 und z11. - z14 als verstärkte Stcuerimpulse pl - p4 und pil - p14.
Die Speicher 29 und 30 sind als bistabile Kippstufe ausgebildet.
Der Speicher 29 ist Uber das Verzögerungsglied 59 und das ODER-Gatter 60 mit den Ausgängen der UND-Gatter 32 und 33 verbunden.
Der Speicher 30 ist Uber das Verzögerungsglied 59 und das ODER-Gatter 70 mit den Ausgängen der UND-Gatter 34 und 35 verbunden.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der Durchschalteinheit 50 werden zunächst die Figur 2 und 3 betrachtet.
Figur 2 zeigt die an den Klemmen 51 - 58 erschelnenden 3teuerimpulse p1 bis p4 und pil bis p14 für die gesteuerten Ventile des Wechselrichters 5. Im Leistungsbetrieb des Wechselrichters entsprechen die Zündimpulse z1 - z4 und z11 - z14 an den Ausgangsklemmen 61 bis 68 der Durchschalteinheit 50 den Steuerinpulsen.
Der Wechselrichter erzeugt die rechteckförmige Spannung U5. Der ZUndwinkel ist mit @@ bezeichnet. M!t einer Zeitmarke A ist der Augenblick gekennzeichnet, bei dem ein Schnellstart erfolgen soll.
Man erkennt insbesondere, daß zwischen den Steuerimpulsen fUr die Hauptventile und den Steuerimpulsen fr die zugehörigen Löschventile Jeweils eine kurze Pause eingehalten wird, die in der Praxis etwa 100µsec beträgt. Ebenso wird zwischen einem Steuerimpuls für ein Löschventil und dem Steuerimpuls für das nachfolgende Hauptventil ein zeitlicher Abstand von ca. 100 Mikrosekunden eingehalten.
Figur 3 zeigt die wesentlichen Signalverläufe bei einem Schnellstart zum Zeitpunkt A. Die Steuerimpulse pl bis p4 und p11 bis p14 weisen das aus Figur 2 bekannte Muster auf. Die Netzspannung U20 bricht ii Augenblick A zusammen. Auf der Leitung 24 erscheint ein Startsignal U24. Die Impulsverstärker 36 bis 43 werden freigegeben. Die Speicher 29 und 30 werden gesetzt. Ihre Ausgangssignale U29 und U30 liegen hoch. An den Ausgangsklemmen 61 bis 68 der Durchschalteinheit 50 erscheinen die Zündimpulse z1 bis z4 und z11 bis z14 für die Hauptventile 1 bis 4 und die Löschventile 11 bis 14.
Das Hauptventil 1 wird gezündet. Ebenso wird nach dem regulären Impulsmuster das Löschenventil 14 gezündet, was jedoch ohne Auswirkungen bleibt da kein Strom durch das Ventil 14 zustande kommt. Gleichzeitig wird vom Startbefehl die monostabile Kippstufe 31 angentoßen. Ihr Ausgangssignai U31 setzt die Speicher 29 und 30, deren Ausgangssignale din UND-Gatter 32 bis 35 freigeben. Der Zündimpuls für das Hauptventil 1 gelangt über das durchlässig gesteuerte UND-Gatter 32 und das ODER-Gatter 45 auf den Eingang des Impulsverstärkers 41, der einen zusätzlichen Zündimpuls ?.12 an das Löschenventil 12 abgibt. Das Löschventil 12 wird gezündet. Es fließt ein Ladestrom vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle 10 Uber das gezündete Hauptventil 1, die Kommutierungsdrossel L1, den Kommutierungskondensator C1 und das gezündete Löschventil 12 um negativen Pol der Gleichspannungsquelle 10. Hierdurch wird der Kommutierungskondensator Cl derart aufgeladen, daß sein linker Belag eine negative und sein rechter Belag eine positive Polarität aufweist. Der Kommutierungskondensator C1 ist nunmehr derart aufgeladen, daß er bei einem späte.
ren regulären Löschimpuls an das Löschventil 11 in der Lage ist, das Hauptventil 1 zu löschen Das Ausgangssignal des UND-Gatters 32 gelangt außerdem UJer oas ODER-Gatter 60 auf das Verzögerungsglied 59 mit Ansprechwerkzöge rung, diesen Ausgang mit dem Rücksetzeingang des Speichers 29 verbunden ist. Nach Ablauf der Ansprechverzögerung des Verzöge rungsgliedes 29 wird der Speicher 29 ruckgesetzt. Damit werden die UND-Gatter 32 und 33 gesperrt. Die Ansprechverzögerung der Verzögerungsglieder 59 und 69 bestimmt somit die Dauer des zusätzlichen Zündimpulses an die Löschventile.
Als nächstes Hauptventil wird in der rechten Wechselricherhälfte das Hauptventil 3 regulär gezündet. Hierbei wird das Steuersignal p3 an der Klemme 53 im freigegebenen impulsverstärker 38 zum Zündsignal z3 verstärkt und gelangt über die Ausgangsklemme 63 an den Steueranschluß des Hauptventils 3. Gleichzeitig gelangt über das freigegebene UND-Gatter 34 und das ODER-Gatter 47 ein Signal an den freigegebenen Impulsverstärker 43, der einen zusätzlichen Zündimpuls an das gesteuerte Löschventil 14 abgibt.
Es fließt ein Ladestrom für den Kommutierungskondensator C2 über das gezündete Hauptventil 3 und das gezündete Löschventil 14.
Der Kommutierungskondensator C2 wird derart aufgeladen, daß sein linker Belag eine positiv. und sein rechter Belag eine negative Polarität aufweist. Der Kommutierungskondensator C2 ist nunmehr derart aufgeladen, daß er bei einem spätere regulären »Uschimpuls an das Löschventil 13 in der Lage ist, das Hauptventil 3 zu löschen.
Das Ausgangssignal des UND-Gatters 34 gelangt außerdem iber das ODER-Gatter 70 auf das Verzögerungsglied 69 mit Ansprechenverzögerung, dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang des Speichers 30 verbunden ist. Nach Ablauf der Ansprechverzögerung wird der Speicher 30 rückgesetzt und von seinem Ausgangssignal wurden die UND-Gatter 34 und 35 gesperrt. Der Startvorgang ist damlt abgeschlossen.
Man erkennt in der Ausgangsspannung U5 des Wechselrichters, das gegenüber der Daratellung in Figur 2 eine negative Spannungszeitfläche fehlt, die sich unmittelbar an den Startaugeblick A anschließt. Während dieser Zeit kennte kein Laststrom zustande kommen, weil das dem Hauptventil 1 in der linken Wechselrichterhälfte zugeordnete Hauptventil 4 in der rechten Wechselrichterhälfte nicht gezündet wurde. Es floß lediglich ein Ladestrom für den Kommutierungskondensator bis zu dessen Aufladung auf das Potential der Gleichspannungsquelle 'b0.
Bei der Erfindung wird somit ein zusätzlicher Zündimpuls für das Löschventil 12 abgegeben, wenn das Hauptventil 1 als erstes gezündet wird. Wird das Hauptventil 2 als erstes gezündet, so wird ein zusätzlicher Zündimpuls für dar Löachventil 11 abgegeben. Wird das Hauptventil 3 als erstes gezündet, so wixd d ein zusätzlicher Löschimpuls an das Löschventil 14 abgegeben. Wird das Hauptventil 4 als erstes gezündet, so wird ein zusätzlicher Löschimpuls an das Löschventil 13 abgegeben.
In der Durchschalteinheit 50 ist der Speicher 29 dem Strang mit den Hauptventilen 1 und 2, bzw. der Speicher 30 dem Strang mit den Hauptventilen 3 und 4 zugeordnet. Es ist sichergestellt, daß für Jeden Strang nur ein einziger zusätzlicher Zündimpuls an ein Löschventil gegeben wird, da der betreffend. Speicher vom gleichen Zündinpuis an das Hauptventil rückgesetzt wird, der den zusätzlichen Zündimpuls an ein Löschventil ausgelöst hat. Mit der Rücksetzung eines Speichers 29 bzw. 30 verschwindet das Freigabesignal für die UND-Gatter 32, 33 bzw. 3s, 35, so daß keine weiteren Impulse an die Löschventile aus den Impulsen für die Hauptventile abgeleitet werden können.
Die den Rücksetzeingängen der Speicher 29 und 30 vorgeschalteten Verzögerungsglieder 59 und 69, die als RC-Glieder ausgebildet sein können, verzögern die Rücksetzung der Speicher. Die Ansprechverzögerung der Verzögerungsglieder 59 und 69 bestimmt die Dauer des zusätzlichen Zündimpulses an ein Ldschvenvil.
Außerdem wird durch die Ansprechverzögerung verhindert, daß der betreffende Speicher durch einen Zündimpuls für ein Hauptventil rückgesetzt wird, der zu kurz war, um das betreffende Hauptventil tatsächlich zu zünden. Dieser Fall könnte eintreten, wenn der Startbefehl unmittelbar am Ende eines Steuerimpulses für ein Hauptventil erfolgt.
Figur 4 zeigt eine We chselri cht srschaltung 75 mit einem modifizierten Kommutierungskreis. Die Hauptventile sind wiederum mit den Bezugszeichen 1 bis 4 und die Löschventile mit den ]tezugszeichen 11 bis 14 versehen. Zwischen den Gleichspannungsschienen liegt Jeweils die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 71, 72 bzw. 73, 74 mit großer Kapazität, die als unipolare Kondensatoren ausgebildet sein können, beispielsweise als Eleirtrolyt kondensatoren. An den Mittelpunkt zwischen den Kondensatoren 71, 72 ist in LC-Reihenschwingkreis mit einem Kommutierungskondensator C3 und einer Kommutierungsdrossel L3 angeschlossen, der über eine Antiparallelschaltung der Löschventile 11 und 12 mit dem Mittelpunkt der Hauptventile 1 und 2 verbunden ist. Erfindungsgemäß erhält das Löschventil 12 einen zusätzlichen Zündimpuls, wenn das Hauptventil 1 als erstes Hauptventil der linken Wechselrichterhälfte gezündet wird. Wird dagegen das Hauptventil 2 als erstes Hauptventil der linken Wechselrichterhälfte gezündet, so erhält das Löschventil 11 einen zusätzlichen Zündimpuls. Analog gilt für die rechte Wechselrichterhälfte, daß das Löschventil 14 einen zusätzlichen Zündimpuls erhält, wenn das Hauptventil 3 als erstes Hauptventil gezündet wird, während das Löschventil 13 einen zusätzlichen Zündiapuls erhält, wenn das Hauptventil 4 zuerst gezündet wird.
Figur 5 zeigt eine weitere Wechselrichterschaltung 76 mit modifizierten Kommutierungskreisen. Es sind lediglich in den linken Wechselrichterhälfte die Hauptventile 1, 2, die Löschveitile 11, 12 und die Rückarbeitadioden 6, 7 näher bezeichnet. Zwischen den Gleichspannungsschienen liegt eine Reihenschaltung aus Kommutierungskondensatoren C4 und C5, deren Mittelpunkt über eine Kommutierungadrossel L4und die Antiparallelschaltung der Löschvæntile 11 und 12 mit dem Mittelpunkt der gesteuerten Hauptventile 1 und 2 verbunden ist. Wenn das Hauptventil 1 als erstes gezündet wird, so erhält das Löschventile 12 einen zusätzlichen -Undimpuls, wodurch ain Strom über das Hauptventil 1, das Löschventil 12 und die Kommutierungsdrossel L4 fließt. Hierdurch wi"d der Mittelpunkt der Kommutierungskondensatoren C4 und C5 auf eine Spannung aufgeladen, die höher als die Batteriespannung ist.
Durch eine reguläre ZUndung des Löschthyristors 11 kam> der Hauptthyristor 1 anschließend gelöscht werden.
Die Erfindung wurde bisher für einphasige Wechselrichtes beschrieben. Sie kann Jedoch insbesondere auch bei dreiphasigen Wechselrichtern eingesetzt werden.
5 Figuren 2 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1.Schaltungsanordnung zum Start eines statischen Wechselrichre mit Zwangkommutierung, der zwischen den Gleichspal'iiungsschienen wenigstens einen Strang mit einer Reihenschaktung aus zwei gesteuerten Hauptventilen und zu diesen antiparallel geschaltetai Rückarbeitsventilen sowie den Hauptventilen zl geordnete Kommutierungskreise mit je einem gesteuerten Löschwentil und einem für die beiden Hauptventile eines Stranges wenigstens teilweise gemeinsamen LC-Reihenschwingkreis enthält, wobei die Last zwischen den Hauptventilen angeschlossen ist, wobei. dem Wechselrichter eine Steuereinrichtung mit einem Steuersatz zur Erzeugung von Zündimpulsen zugeordnet ist, der bereits in der Bereitschafsstellung läuft und mit den Steueranschlüssen der gesteuerten Hauptventile und der gesteuertan Löschventile Uber eine Durchschalteinheit verbunden ist, die von einer die Sperrung bzw. Durchschaltung der Zündimpulse bestimmenden Starteinrichtung gesteuert ist, d a d u r c h g e k e n n z t i c h -n e t , daß die Durchschalteinheit bei der mit einem Startbefehl erfolgenden Durchschaltung der Zündimpulse des bert its laufenden Steuersatzes an die gesteuerten Hauptventile tad die gesteuerten Lschventile einen zusätzlichen ZUndimpuls an das Löschventil im Kommutierungskreis des Hauptventils abgibt, das dem zuerst gezündeten Hauptventil im gleichen Strang gegenüberliegt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschalteinheit (50) für jeden Strang des Wechselrichters (5) einen Speicher (29) enthält, der bei einem Startbefehl von einer Iipulsstufe (31) gesetzt wird und der nach Ablauf einer Verzögerungszeit von den ZUndimpulsen fUr «ie gesteuerten Hauptventile (1, 2) des betreffenden Stranges wieder rückgesetzt wird, und dessen Ausgangssignal Sperrgatter (32, 33) für die Hauptventile (1, 2) des gleichen Stranges durchlässig steuert, die ausgangsseitig mit den Steueranschlüssen der zugehörigen Ldschventile (11, 12) in Wirkverbindung steher;.